木星最大の衛星であり、太陽系最大の衛星でもあるガニメデは、巨大な暗黒物質の検出器として機能する可能性がある。物理学者たちは、もし巨大な暗黒物質粒子が存在するならば、ガニメデの氷の表面に異常な衝突クレーターを形成する可能性があると考えている。
NASAのジュノー宇宙船から見たガニメデの眺め。（出典：NASA）
科学者は通常、暗黒物質を、通常の物質と非常に弱い相互作用をする超軽量粒子として探査します。しかし、別の仮説では、暗黒物質はバスケットボールから小惑星までの大きさの非常に大きな粒子として存在する可能性があると示唆されていますが、その粒子は極めて稀で検出が困難です。
巨大な暗黒物質粒子は希少であるため、検出には衛星や惑星のような巨大な検出器が必要です。ガニメデは、その古く比較的変化の少ない氷の表面により、こうした稀な衝突の痕跡を保存する理想的な候補です。
将来の宇宙探査ミッションは、暗黒物質によって形成された特異な衝突クレーターの発見に役立つ可能性があります。もし発見されれば、新たなタイプの暗黒物質の存在を示す重要な証拠となり、天体物理学における全く新しい研究の道を切り開くことになるでしょう。
ガニメデの特徴的な衝突クレーター。（出典：NASA）
暗黒物質は、望遠鏡で検出できる光やその他の放射線を一切放射しない物質の一種です。直接見ることはできませんが、銀河や宇宙の天体に重力的な影響を与えることから、科学者たちはその存在を信じています。
銀河は、目に見える質量では説明できないほど速く回転しています。これは、銀河を重力で結びつけている大量の「隠れた」物質が存在することを示唆しています。暗黒物質は宇宙全体の質量の約85%を占めていますが、私たちが理解しているのはそのほんの一部に過ぎません。
暗黒物質は宇宙において極めて重要です。それは私たちがそれをよく理解しているからではなく、それが宇宙の仕組みを支配しているからです。
私たちが目にする恒星や惑星の質量だけに頼ると、銀河は自転しながら崩壊していくはずです。しかし実際には、銀河は安定を保っています。これは、暗黒物質からの重力によって銀河がさらに引き寄せられていることを示唆しています。
ビッグバン直後、暗黒物質は銀河団、銀河、その他の巨大構造の形成に貢献しました。暗黒物質がなければ、宇宙は現在のような形にはならず、おそらく薄いガスの雲に過ぎなかったでしょう。
ガニメデの暗い表面 ― 衝突の歴史が刻まれた宝庫。（出典：NASA）
暗黒物質は光と相互作用しないにもかかわらず、強い重力の影響を及ぼすため、相対性理論や素粒子物理学の標準モデルといった既存の物理学理論の検証や拡張に役立つ可能性があります。暗黒物質の発見は、新たな基本粒子、あるいは異次元の発見につながる可能性があります。それは、宇宙の本質に対する理解を深めるための入り口となるのです。
NASAのガニメデ探査機のようなミッションは、この衛星の氷の表面に特徴的な衝突クレーターを形成する可能性のある、巨大な暗黒物質の痕跡を探しています。もし発見されれば、天文学における大きな進歩となるでしょう。
出典: https://vtcnews.vn/ganymede-thiet-bi-do-vat-chat-toi-tu-nhien-ar960424.html
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